中國地質(zhì)大學(xué) 世界油氣田讀書報告 松遼盆地油氣形成條件及油氣富集規(guī)律

姓名：陳雨石班級：021103學(xué)號：20101003393聯(lián)系方式國地質(zhì)大學(xué)本科生課程讀書報告課程名稱世界油氣田教師姓名陳振林學(xué)生姓名陳雨石學(xué)生學(xué)號20101003393專業(yè)資勘油氣所在班級021103日期:2013年4月21日松遼盆地油氣形成條件及油氣富集規(guī)律目錄區(qū)域地質(zhì)背景31.盆地發(fā)育歷史52.盆地生儲蓋地層分布72.1優(yōu)質(zhì)的烴源巖72.2有利的油氣儲集條件92.3良好的蓋層分布102.4良好的生儲蓋組合特征113.區(qū)域構(gòu)造演化對油氣富集的影響113.1盆地深坳陷區(qū)提供油氣源113.2盆地斷裂構(gòu)造對油氣成藏的控制作用123.3盆地反轉(zhuǎn)構(gòu)造對油氣聚集的影響134.總結(jié)14參考文獻(xiàn)14摘要：簡述松遼盆地的區(qū)域地質(zhì)背景和盆地發(fā)育歷史，從沉積特征和構(gòu)造特征兩方面入手，先從生儲蓋組合方面分析松遼盆地的油氣形成、儲集條件，再剖析盆地的區(qū)域構(gòu)造發(fā)育歷程，主要從盆地斷裂系統(tǒng)和反轉(zhuǎn)構(gòu)造等方面分析盆地油氣聚集的控制因素，最后總結(jié)松遼盆地油氣形成條件和油氣富集規(guī)律。關(guān)鍵詞：松遼盆地，生儲蓋組合，斷裂，坳陷，油氣聚集松遼盆地是我國東北地區(qū)由大小興安嶺、長白山環(huán)繞的一個大型沉積盆地。盆地跨越黑龍江、吉林、遼寧三省，總面積約26萬平方公里，松花江和遼河從盆地中穿過，是中國最主要的含油氣盆地之一。松遼盆地長750千米，寬330—370千米，分布在E119°40′—128°24′，N42°25′—49°23′范圍內(nèi)，是一個大型的中—新生代陸相含油氣盆地，平面上呈菱形，長軸沿NNE向展布，四周均為大型斷裂帶所圍限（圖1）。盆地四周圖1松遼盆地構(gòu)造位置示意圖為山脈環(huán)繞，西為大興安嶺，東界張廣才嶺和長白山，北與小興安嶺相接，盆地南緣地勢低緩，向南開口，與遼河下游平原相接。松遼盆地是一個以白堊系為主的大型斷拗復(fù)合陸相盆地。發(fā)育了前古生界、下古生界、上古生界、侏羅系、白堊系、古近系和新近系、第四系地層。由加里東、海西期褶皺變質(zhì)巖系及同期的巖漿巖組成了盆地基底。上部沉積蓋層從侏羅紀(jì)開始，至新生界均有不同程度的發(fā)育，總厚度可達(dá)l1000m以上，其中白堊系厚達(dá)7000m以上，是盆地內(nèi)的主要含油層系。中淺層(泉三段以上)劃分為西部斜坡帶、北部傾沒區(qū)、東北隆起區(qū)、中央拗陷區(qū)、東南隆起區(qū)、西南隆起區(qū)和東南隆起區(qū)6個一級構(gòu)造單元(圖2）。圖2松遼盆地坳陷層構(gòu)造單元區(qū)劃圖松遼盆地中淺層石油資源量約130億噸，探明石油地質(zhì)儲量約70億噸，是一個以白堊系砂巖儲層為主的大油區(qū)（圖3），油藏以構(gòu)造、大面積巖性油藏為主，屬于構(gòu)造一巖性復(fù)合大油區(qū)，由于油藏形成和發(fā)育的白堊系地層處于拗陷盆地背景，按原型盆地又屬于拗陷盆地大油區(qū)。1959年國慶前夕，在大慶長垣高臺子構(gòu)造上的松基三井青山口組獲得工業(yè)油氣流，標(biāo)志著大慶油田的發(fā)現(xiàn)，到1990年代初，共發(fā)現(xiàn)油氣田34個，其中油田、油氣田27個，氣田7個。圖3松遼盆地油層分布柱狀圖一、盆地發(fā)育歷史松遼盆地的形成和演化大致可分為熱隆張裂、裂陷、塌陷和萎縮4個階段（表1）。表1松遼盆地構(gòu)造演化及其動力學(xué)背景簡表1、熱隆張裂階段三疊紀(jì)—早侏羅世時期，由于莫霍面拱起導(dǎo)致熱穹窿作用，引起上地殼張裂，經(jīng)過剝蝕和沉積，到侏羅紀(jì)中晚期形成規(guī)模不等的裂陷盆地。沿斷裂發(fā)生較強(qiáng)的巖漿活動，盆地西部破裂較強(qiáng)，火山活動強(qiáng)烈，東部地殼破裂不完全，以裂陷為特征，充填了巨厚的裂谷式補(bǔ)償沉積。2、裂陷階段早白堊世早期，盆地中部莫霍面拱起使異常地慢作用進(jìn)一步加劇，造成更大規(guī)模的拉張，此時孫吳—雙遼斷裂活躍，中央部位隆起上升，兩側(cè)形成裂陷盆地，出現(xiàn)與貝爾加湖、紅海類似的裂谷。早白堊世由于古太平洋板塊向西強(qiáng)烈擠壓，使松遼早期裂谷未能繼續(xù)大規(guī)模開裂，而被弧后伸展盆地取代。3、坳陷階段早白堊世中—晚期，古太平洋板塊俯沖角度逐漸變陡，導(dǎo)致松遼盆地進(jìn)一步弧后伸展，發(fā)生盆地的整體下沉，使裂陷向坳陷轉(zhuǎn)化，進(jìn)入盆地發(fā)展的全盛期，該時期地殼運(yùn)動的特點(diǎn)是以較快速的穩(wěn)定沉降為主，并伴有間歇性的波動上升，沉降速度大于沉積速度。4、萎縮階段晚白堊世中期以后，松遼盆地深部地殼的調(diào)整逐漸趨于平衡，盆地全面上升，湖盆明顯收縮。沉積范圍由上白堊統(tǒng)四方臺組的73000平方千米收縮到古近系依安組的21000平方千米，晚白堊紀(jì)與第三紀(jì)之間的構(gòu)造運(yùn)動使嫩江組末期形成的背斜構(gòu)造進(jìn)一步發(fā)育完整，并形成一些淺層的構(gòu)造與斷層，早、晚第三紀(jì)之間的構(gòu)造運(yùn)動結(jié)束了坳陷的發(fā)展時期，出現(xiàn)了與現(xiàn)代類似的構(gòu)造面貌（圖4）。圖4松遼盆地北部地質(zhì)構(gòu)造剖面圖從盆地的沉積演化歷史可看出，松遼盆地是在大陸殼內(nèi)部因拉張斷裂而發(fā)育的斷陷—坳陷型盆地（圖5）。圖5松遼板內(nèi)斷陷—坳陷盆地形成機(jī)理圖二、盆地生儲蓋地層分布松遼盆地坳陷期發(fā)育多套沉積體系，不同時期的各沉積體在空間上疊置，為油氣提供了生成、儲集和封蓋的條件。1、優(yōu)質(zhì)的烴源巖松遼盆地內(nèi)部的白堊系青山口組至嫩江組一段的深湖相泥巖有機(jī)質(zhì)豐富，轉(zhuǎn)化條件好，是盆地內(nèi)的主要生油層。青一段和嫩一、嫩二段沉積了兩套分布廣泛、富含有機(jī)質(zhì)、巨厚的黑色頁巖，間夾油頁巖，是松遼盆地最重要的生油層和區(qū)域性蓋層，其中黑色頁巖分布范圍達(dá)十幾萬平方千米，有機(jī)質(zhì)豐富，可以與海相盆地相媲美。松遼古湖盆屬富營養(yǎng)型，有機(jī)質(zhì)供應(yīng)豐富，有機(jī)質(zhì)在深水凹陷內(nèi)大量聚集和保存，這是松遼盆地青山口組到嫩江組富含有機(jī)質(zhì)的黑色頁巖的主要成因。但青一段、嫩一段、嫩二段黑色頁巖遠(yuǎn)比其他時期密集段有機(jī)質(zhì)含量高，而且高值區(qū)并不局限于深坳陷內(nèi)部，這說明青一段、嫩一段、嫩二段黑色頁巖中有機(jī)碳含量偏高還有另外的原因，除有機(jī)碳供應(yīng)充足、湖泊較深等因素外，有機(jī)碳的大量保存可能與海侵有關(guān)。松遼盆地白堊系生油巖的平均有機(jī)碳含量2.3%，總烴含量1540ppm。青一段泥巖和嫩一段泥巖有機(jī)質(zhì)豐度一般達(dá)到最好烴源巖級別。其次是青二、青三段，有機(jī)質(zhì)豐度一般達(dá)到好—中等烴源巖級別。嫩二、嫩三段地層有機(jī)質(zhì)豐度一般為中等或差烴源巖。在垂向上表現(xiàn)出不同的生烴潛力（表2）。表2松遼盆地北部主要生烴區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度松遼盆地是一個地溫梯度較高的盆地，平均每深100米增溫3.7度。有機(jī)質(zhì)成熟門限深度較淺。在松遼盆地?zé)N源巖Ro與深度關(guān)系圖中（圖6），處于成熟階段的烴源巖埋深范圍大約為1500—2100m。松遼盆地中央坳陷區(qū)的青山口組和嫩一段大多處于這一深度范圍內(nèi)，這是其成為優(yōu)質(zhì)生油巖的重要因素之一。圖6松遼盆地北部坳陷層Ro與深度關(guān)系2、有利的油氣儲集條件松遼盆地主要發(fā)育陸相湖盆沉積，由于其沉積相態(tài)的多樣性和碎屑來源的復(fù)雜性，以及后生成巖作用的影響，發(fā)育了各種類型的儲層，為油氣成藏提供了良好的儲集空問。油氣勘探結(jié)果顯示，松遼盆地從淺至深共發(fā)育10個含油氣層（表3），其中坳陷沉積6個含油氣層，以產(chǎn)原油為主；斷陷沉積4個含油氣層，產(chǎn)天然氣為主。坳陷沉積中儲層巖石類型主要為粉砂巖和細(xì)砂巖，局部地區(qū)還發(fā)育湖相碳酸鹽巖和泥巖裂縫儲層；斷陷沉積中儲層巖石類型復(fù)雜，碎屑巖類有砂巖、礫巖以及二者的過渡巖類，此外還有火山巖和基巖風(fēng)化殼儲層。儲層在空間分布上，由于受構(gòu)造發(fā)育特征的影響，坳陷沉積和斷陷沉積的儲層分布明顯不同，其中受湖盆大小和物源方向等多種因素的控制，坳陷沉積中儲層空間展布也明顯不同。有研究表明松遼盆地儲集層埋藏深度2000米以內(nèi)的儲油氣層物性最好，2000米以下的儲油氣層物性逐漸變差。表3松遼盆地儲層與含油氣組合3、良好的蓋層分布松遼盆地屬于以碎屑巖為主的陸相沉積體系，存在多套含油氣泥巖蓋層，其中青山口組和嫩一、二段泥巖具有良好的封閉條件，為最重要的區(qū)域性蓋層，其余為地區(qū)性或局部蓋層。松遼盆地青山口組和嫩一、二段沉積巖具有三個特點(diǎn)：①巖性純、可塑性好。主要巖性為黑色泥巖、頁巖，封閉性能良好，能夠阻擋向上運(yùn)移的深層油氣，使其在下伏的地層中儲集起來。②厚度大、范圍廣、延伸穩(wěn)定。盆地內(nèi)沉積了巨厚的大面積分布的暗色泥巖，不僅是下伏油氣層的良好蓋層，也對更深層位的天然氣起到較好的封閉作用。③欠壓實。欠壓實所造成的高壓異常可增強(qiáng)泥巖的封閉能力。4、良好的生儲蓋組合特征松遼盆地二級層序的發(fā)育演化控制了生儲蓋組合及特征(圖7)。低位、高位和湖侵中期體系域發(fā)育規(guī)模不等的三角洲砂體儲層，而湖侵晚期體系域發(fā)育生油層和區(qū)域蓋層。圖7松遼盆地坳陷期沉積地層二級層序劃分示意圖青一與嫩一兩個最大洪泛期之間湖盆階段性地擴(kuò)張和收縮，形成了青山口組高位體系域三角洲、姚一段低位體系域三角洲和姚二、三段湖侵早期體系域三角洲砂體，它們分別又由若干次一級的湖進(jìn)湖退高頻層序構(gòu)成，控制了次一級的儲蓋組合。頻繁的湖平面變化與沉積物供應(yīng)速率的變化相應(yīng)導(dǎo)致湖岸線和三角洲朵葉體的頻繁擺動，縱向上形成砂、泥巖頻繁交互組成多個次一級儲蓋組合，加之三角洲前緣水下分流河道及河口壩砂體在空間上分布側(cè)向尖滅，有利于巖性圈閉和大型巖性地層油氣藏的形成。三、區(qū)域構(gòu)造演化對油氣富集的影響松遼盆地屬斷陷、坳陷疊合盆地，油氣分布及主控因素與大型坳陷盆地的構(gòu)造特征有密切關(guān)系。盆地的構(gòu)造活動對油氣聚集的促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。1、盆地深坳陷區(qū)提供油氣源盆地發(fā)展的坳陷期，在盆地中部沉積了大面積深湖—較深湖的黑色泥巖、油頁巖，在深坳陷中長期發(fā)育的凹陷，沉積中心與沉降中心基本上重合，沉積了較厚的富含有機(jī)質(zhì)的深湖相黑色泥巖，上覆層的沉積厚度較周圍地區(qū)大，相同層位的生油層比其他地區(qū)較早地達(dá)到生油門限，且后期沒經(jīng)過大幅度的上升。這些坳陷生油層較厚，生油持續(xù)時間長，是生油條件最好的地區(qū)，如齊家—古龍凹陷。2、盆地斷裂構(gòu)造對油氣成藏的控制作用松遼盆地內(nèi)普遍發(fā)育有下斷上坳的雙重結(jié)構(gòu)，有一個隱藏的地塹存在，松遼盆地內(nèi)部具有高地溫場，橫貫盆地的剖面是對稱或者接近對稱，造山變形作用不強(qiáng)烈，盆地面積大，演化后期形成大面積的坳陷式盆地。松遼盆地主要發(fā)育有4組深斷裂：北北東—北東向、北北西—北西向、近東西向和近南北向，其中以北北東一北東向和北西向為主。坳陷周邊深大斷裂的長期活動可以形成構(gòu)造坡折帶，對盆地充填的可容納空間和沉積作用產(chǎn)生重要影響，制約著盆地沉積相域的空間分布。以齊家—古龍凹陷西部敖古拉—小林克斷裂帶為例，由于斷層的長期活動，導(dǎo)致斷裂兩側(cè)地層厚度變化大，如明二段地層厚度斷層上盤比下盤平均厚30m，同時上盤湖底濁積扇、低位期扇三角洲砂體發(fā)育，為油氣成藏提供了儲集空間。盆地內(nèi)部的坳陷層斷裂作為油氣運(yùn)聚輸導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，可以起到溝通烴源巖和儲層的作用，同時也可溝通儲層內(nèi)互不連通的砂體，使油氣在輸導(dǎo)層中運(yùn)移并在有利的圈閉部位富集、成藏。斷層與砂體配合構(gòu)成的空間連通網(wǎng)絡(luò)對油氣富集成藏也能起到重要作用（圖8）。圖8斷層在中淺層成藏系統(tǒng)中的作用除了產(chǎn)生儲集空間和提供運(yùn)移通道之外，斷層還可以遮擋油氣形成圈閉，斷層在油氣聚集過程中的作用可能隨時問、構(gòu)造部位和地質(zhì)條件的不同發(fā)生變化。松遼盆地中發(fā)育的各個斷裂的展布特征與盆地內(nèi)部油氣藏分布有著密切的關(guān)系。從對松遼盆地的研究文獻(xiàn)中可以看出，松遼盆地北北東向斷裂形成時間較早，后期穩(wěn)定，有利于封閉油氣。北西向斷裂活動期較晚，對于早期形成的油氣藏起破壞作用，但有利于青山口組和嫩江組一、二段生油巖生成的石油垂向運(yùn)移，在上部、中部含油組合形成油氣藏。3、盆地反轉(zhuǎn)構(gòu)造對油氣聚集的影響構(gòu)造反轉(zhuǎn)指的是變形作用的反轉(zhuǎn)，它屬于構(gòu)造疊加的一種類型。松遼盆地的反轉(zhuǎn)構(gòu)造十分明顯（圖9），由反轉(zhuǎn)構(gòu)造組成了松遼盆地北部四個反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶：朝—長反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、隆勝合—任民鎮(zhèn)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、大慶長垣反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、烏裕爾—敖古拉反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶。圖9松遼盆地反轉(zhuǎn)構(gòu)造各種類型的局部圈閉能否儲集油氣，關(guān)鍵在于它們的形成時間與鄰近的生油凹陷中油氣大量生成轉(zhuǎn)化的時間是否能很好地配合。生油凹陷附近，在沉積過程中長期發(fā)育的構(gòu)造，從深層到淺層都具備了圈閉條件，當(dāng)烴類大量生成后，就近運(yùn)移到這類圈閉中，因而這類圈閉是油氣聚集的理想場所。松遼盆地的勘探實踐也證實了在有利生油區(qū)內(nèi)長期發(fā)育的構(gòu)造，有利于形成含油氣圈閉，如朝陽溝構(gòu)造。松遼盆地在發(fā)展過程中經(jīng)歷了燕山運(yùn)動和喜馬拉雅運(yùn)動，盆地內(nèi)部構(gòu)造主要實在燕山期形成和改造。構(gòu)造運(yùn)動影響著構(gòu)造應(yīng)力場的變化，與油氣運(yùn)移聚集的關(guān)系非常密切，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①構(gòu)造應(yīng)力提供了油氣運(yùn)移的驅(qū)動力②形成、控制了油氣運(yùn)移的通道③形成局部構(gòu)造為油氣聚集提供場所④產(chǎn)生構(gòu)造裂縫，為油氣提供儲集空間⑤導(dǎo)致油氣的二次運(yùn)移和再聚集四、總結(jié)松遼盆地是位于我國東北部的一個大型晚中生代盆地，也是我國最重要的含油氣盆地之一，由6個二級構(gòu)造單元組成，7個大型邊界斷裂控制了松遼盆地的發(fā)育和演化。松遼盆地的發(fā)展主要經(jīng)歷了4個時期，在盆地內(nèi)部發(fā)育了復(fù)雜多樣的構(gòu)造樣式。中、新生代穩(wěn)定的大地構(gòu)造環(huán)境使得松遼盆地在地質(zhì)歷史時期接受了幾乎沒有沉積間斷的巨厚沉積，為生儲蓋組合的形成提供了良好的條件，盆地中不僅有由于兩次大規(guī)模湖侵而形成的而形成的富含有機(jī)質(zhì)的烴源巖，物性良好的儲集層和區(qū)域廣泛分布的有效蓋層在油氣聚集過程中同樣起到了很大作用。松遼盆地內(nèi)部不僅發(fā)育了良好的生儲蓋組合，盆地發(fā)展過程中發(fā)育的各種斷裂和背斜構(gòu)造也形成了大量的圈閉，其中大型穹窿背斜構(gòu)造是松遼盆地內(nèi)油氣聚集的主要圈閉類型。同時，油氣成藏后缺少長時間的剝蝕間斷、強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動和變質(zhì)作用，使得富集起來的油氣得以保存下來，形成了大量的油氣聚集?？傊蛇|盆地?fù)碛芯蘖康母缓袡C(jī)質(zhì)的沉積巖層，發(fā)育良好且分布合理的生儲蓋組合，盆地發(fā)育過程中形成的各種構(gòu)造對油氣的運(yùn)移、聚集起到了很大的作用，而在油氣藏形成之后，也沒有受到大規(guī)模的構(gòu)造破壞、剝蝕和變質(zhì)，從而形成了我國最大、最重要的油氣聚集區(qū)。參考文獻(xiàn)舒良樹，慕玉福，王伯長.2003.松遼盆地含油氣地層及其構(gòu)造特征.地層學(xué)雜志，27（4）：340—347.李德生.1983.松遼盆地的油氣形成和分布特征.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2（2）：81—89.李安峰，郭占謙.1998.松遼盆地地殼結(jié)構(gòu)及大地構(gòu)造環(huán)境.地球科學(xué)，23（增刊）：1—11.高瑞祺，張瑩，崔同翠.1994.松遼盆地白堊紀(jì)石油地層.北京：石油工業(yè)出版社.1—333.楊萬里，李永康等.1981.松遼盆地陸相生油母質(zhì)的類型與演化模式.中國科學(xué)，8：1000—1008.高瑞祺，蔡希源.1997.松遼盆地油氣田形成條件與分布規(guī)律.北京：石油工業(yè)出版社.傅廣，張云峰，杜春國.2002.松遼盆地北部巖性油藏形成機(jī)制及主控因素[J].石油勘探與開發(fā)，29(5).侯啟軍，HYPERLINK